• მუდმივი მოძრაობის მანქანა პირველი სახის - ძრავა (წარმოსახვითი მანქანა), რომელსაც შეუძლია უსასრულოდ სამუშაოს შესრულება საწვავის ან სხვა ენერგიის რესურსების მოხმარების გარეშე. მათი არსებობა ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის პირველ კანონს. ენერგიის შენარჩუნების კანონის შესაბამისად
• მუდმივი მოძრაობის მანქანა მეორე სახის - წარმოსახვითი აპარატი, რომელიც ექსპლუატაციაში შესვლისას მუშაობაში გადააქცევდა გარშემო არსებული სხეულებიდან მოპოვებულ სითბოს (იხილეთ მაქსველის დემონი). ისინი ეწინააღმდეგებიან თერმოდინამიკის მეორე კანონს. თერმოდინამიკის მეორე კანონის თანახმად, ასეთი ძრავის შექმნის ყველა მცდელობა განწირულია წარუმატებლობისთვის.

ამბავი

ინდური ან არაბული მუდმივმოქმედი მობილური მცირე ირიბად დაფიქსირებული ჭურჭლით, ნაწილობრივ ვერცხლით სავსე.

მუდმივი მოძრაობის აპარატის იდეის გაჩენის ადგილის, დროის და მიზეზის შესწავლის მცდელობა ძალიან რთული ამოცანაა. არანაკლებ რთულია ასეთი იდეის პირველი ავტორის დასახელება. როგორც ჩანს, ყველაზე ადრეული ინფორმაცია Perpetuum mobile- ის შესახებ არის ინდოელი პოეტი, მათემატიკოსი და ასტრონომი ბასკარა, ისევე როგორც XVI საუკუნის არაბული ხელნაწერების ზოგიერთი ჩანაწერი, რომლებიც ინახება ლეიდენში, გოთასა და ოქსფორდში. ამჟამად ინდოეთი კანონიერად ითვლება პირველი მუდმივი მოძრაობის აპარატების საგვარეულო სახლად. ამრიგად, ბასკარა, თავის ლექსში, რომელიც დათარიღებულია დაახლოებით 1150 წლით, აღწერს გარკვეულ ბორბალს გრძელი, ვიწრო ჭურჭლით, ნახევრად მერკურით სავსე, ვერტიკალურად მიმაგრებული ნაპირი ამ პირველი მექანიკური მუდმივი მოძრაობის მუშაობის პრინციპი ემყარებოდა ბორბლის გარშემოწერილ ჭურჭელში მოძრავი სითხის მიერ შექმნილ სიმძიმის მომენტებში არსებულ სხვაობას. ბასკარა ამართლებს საჭის ბრუნვას ძალიან მარტივად: "ამ გზით სავსე ბორბალი თხევადით, რომელიც დამონტაჟებულია ღერძზე, რომელიც ეყრდნობა ორ ფიქსირებულ საყრდენს, მუდმივად ბრუნავს თავისთავად". ევროპაში მუდმივი მოძრაობის აპარატის პირველი პროექტები თარიღდება მექანიკის განვითარებით, დაახლოებით XIII საუკუნეში. მე -16 - მე -17 საუკუნეებისათვის განსაკუთრებით გავრცელდა იდეა მუდმივი მოძრაობის აპარატის შესახებ. ამ დროს, მუდმივი მოძრაობის აპარატების პროექტები, რომლებიც საპატენტო ოფისებში განსახილველად იქნა წარდგენილი, სწრაფად გაიზარდა. ევროპული ქვეყნები... ლეონარდო და ვინჩის ნახატებს შორის აღმოჩნდა გრავიურა მუდმივი მოძრაობის აპარატის ნახაზით.

მუდმივი მოძრაობის აპარატების წარუმატებელი კონსტრუქციები ისტორიიდან

ფიგურა: 1. ერთ-ერთი უძველესი მუდმივი მოძრაობის მანქანა

ნახ. 1 გვიჩვენებს მუდმივი მოძრაობის აპარატის ერთ-ერთ უძველეს დიზაინს. იგი წარმოადგენს გადაცემათა ბორბალს, რომლის ღარებითაა მიმაგრებული hinges- ზე დამოკიდებული წონა. კბილების გეომეტრია ისეთია, რომ ბორბლის მარცხენა მხარეს წონა ყოველთვის უფრო ახლოს არის ღერძთან, ვიდრე მარჯვნივ. ავტორის განზრახვის თანახმად, ამან, ბერკეტის კანონის შესაბამისად, საჭე უნდა შემოეტანა მუდმივ ბრუნვაში. ბრუნვისას, წონა უკან ტრიალებს მარჯვნივ და ინარჩუნებს მამოძრავებელ ძალას.

ამასთან, თუ ასეთი ბორბალი დამზადებულია, ის დარჩება უძრავად. ამ ფაქტის დიფერენციალური მიზეზი ის არის, რომ მართალია, მარჯვნივ დატვირთვები უფრო მეტია გრძელი ბერკეტი, მარცხნივ უფრო მეტი მათგანია. შედეგად, ძალების მომენტები მარჯვნივ და მარცხნივ თანაბარია.

ფიგურა: 2. მუდმივი მოძრაობის აპარატის შექმნა არქიმედეს კანონის საფუძველზე

ნახ. 2 გვიჩვენებს სხვა ძრავის მოწყობილობას. ავტორმა გადაწყვიტა გამოიყენოს არქიმედეს კანონი ენერგიის წარმოსაქმნელად. კანონის თანახმად, სხეულები, რომელთა სიმკვრივე ნაკლებია წყლის სიმკვრივეზე, ზედაპირზე მიედინება. ამიტომ, ავტორმა ღრუ ტანკები ჯაჭვზე დადო და მარჯვენა ნახევარი წყლის ქვეშ მოათავსა. მას სჯეროდა, რომ წყალი მათ ზედაპირზე დააწვენდა და ბორბლებიანი ჯაჭვი დაუსრულებლად ბრუნავდა.

აქ მხედველობაში არ მიიღება შემდეგი: ფლუორობა არის განსხვავება წყალში ჩაძირული საგნის ქვედა და ზედა ნაწილებზე მოქმედი წყლის წნევებს შორის. ნახაზზე ნაჩვენები დიზაინის მიხედვით, ეს განსხვავება აპირებს იმ ტანკების ამოღებას, რომლებიც წყლის ქვეშ არიან ფიგურის მარჯვენა მხარეს. მაგრამ ყველაზე დაბალ ავზზე, რომელიც ხვრელს ხურავს, მხოლოდ მარჯვენა ზედაპირზე ზეწოლის ძალა იმოქმედებს. და ეს გადააჭარბებს დანარჩენ ტანკებზე მოქმედ მთლიან ძალას. ამიტომ, მთელი სისტემა უბრალოდ გადაადგილდება საათის ისრის მიმართულებით, სანამ წყალი არ ჩაედინება.

მუდმივი მოძრაობის აპარატის პატენტები და საავტორო უფლებების სერთიფიკატები

ლიტერატურა

• ვოზნესენსკი ნ.ნ. მუდმივი მოძრაობის მანქანების შესახებ... მ., 1926 წ.
• იჰაკ-რუბინერ ფ. მუდმივი მოძრაობის მანქანა... მ., 1922 წ.
• კირპიჩევი ვ.ლ. საუბრები მექანიკაზე... მ.: GITL, 1951 წ.
• მახ ე. სამუშაოს შენარჩუნების პრინციპი: ისტორია და მისი ფესვი... SPb., 1909 წ.
• მიხალ ს. მუდმივი მოძრაობის მანქანა გუშინ და დღეს... მოსკოვი: მირი, 1984 წ.
• ორდ-ჰიუმ ა. მუდმივი მოძრაობა. ერთი შეპყრობის ამბავი... მ.: ცოდნა, 1980 წ.
• პერელმანი Ya.I. გასართობი ფიზიკა ... Წიგნი. 1 და 2. მოსკოვი: ნაუკა, 1979 წ.
• პეტრუნინ იუ. რატომ არ არსებობდა იდეა მუდმივი მოძრაობის აპარატის შესახებ ანტიკურ ხანაში? // პეტრუნინ იუ. იუ. კონსტანტინოპოლის მოჩვენება: გადაუჭრელი პრობლემები რუსულ და ევროპულ კულტურაში. - მ.: KDU, 2006, გვ. 75-82 წწ

შენიშვნები

ვიკიმედიის ფონდი. 2010 წ.

იხილეთ, თუ რა არის "მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის მანქანა" სხვა ლექსიკონებში:

- ... ვიკიპედია

Perpetuum mobile (ლატ. Perpetuum mobile - უწყვეტი მოძრაობა), 1) V. დ. პირველი სახის, წარმოსახვითი მანქანა სამოთხეში, ექსპლუატაციაში შესვლის შემდეგ, შეასრულებს მუშაობას განუსაზღვრელი ხნის განმავლობაში, ენერგიის გარეშე ენერგიის მოხმარების გარეშე. . V. დ. პირველი სახის ... ... დიდი ენციკლოპედიური პოლიტექნიკური ლექსიკონი

მუდმივი მოძრაობის მანქანა - (ლათ. მუდმივი მობილური) წარმოსახვითი მანქანა, რომელსაც შეუძლია შეუზღუდავი დროით შეასრულოს მუშაობა გარედან ენერგიის სესხის გარეშე. 1-ლი სახის მუდმივი მოძრაობის აპარატის შეუძლებლობა თერმოდინამიკის 1-ლი კანონის ერთ-ერთი ფორმულირებაა. შეუძლებელია მარადიული ... ... ცნებები თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერება... ძირითადი ტერმინების ლექსიკონი

მეცნიერების მითოლოგია არის მეცნიერების წმინდა ცოდნის სისტემა, ფართოდ გავრცელებული, მასიური ბოდვები... მითები მეცნიერებაში ჩნდება მაშინ, როდესაც ხდება მისი პოპულარიზაცია. ჩვეულებრივი მკითხველისთვის, სამეცნიერო ... ... ვიკიპედიის ავტორებისათვის სამეცნიერო ფაქტებისა თუ აღმოჩენების ხელმისაწვდომი ფორმით გადმოცემა

მუდმივი მოძრაობის მანქანა (ლათინური Perpetuum Mobile) წარმოსახვითი მოწყობილობაა, რომლის საშუალებითაც შეგიძლიათ მიიღოთ სასარგებლო სამუშაო, მეტია მასზე გაცემული ენერგიის რაოდენობაზე (ეფექტურობა 100% -ზე მეტია). შინაარსი 1 თანამედროვე კლასიფიკაცია მუდმივი მოძრაობის აპარატები 2 ისტორია ... ვიკიპედია

თერმოდინამიკა - THERMODYNAMICS, სითბოს დოქტრინის განყოფილება, ამ სიტყვის ფართო გაგებით, ენერგიის დოქტრინა და, შესაბამისად, იგი დაკავშირებულია ყველა ფიზიკურ, ქიმიურ და ბიოლოგიურ მეცნიერებებთან. ფენომენები. იგი აგებულია ორ პრინციპზე, რომელსაც ეწოდება პრინციპები, მიღებული გამოცდილებით, რომელთათვისაც უცხოა ... ... დიდი სამედიცინო ენციკლოპედია

მეცნიერება ნაიბის შესახებ. ზოგადი svah მაკროსკოპიული. ფიზიკური სისტემები თერმოდინამიკურ მდგომარეობაში. წონასწორობა და ამ სახელმწიფოებს შორის გარდამავალი პროცესების შესახებ. T. აშენებულია სახსრების საფუძველზე. პრინციპები (დასაწყისი), რომ ჭვავის იავლი. განზოგადება მრავალი. დაკვირვებები და ... ... ფიზიკური ენციკლოპედია

- (ტომსონი) (1892 წელს მიიღო ბარონ კელვინის წოდება, კელვინი სამეცნიერო დამსახურებისთვის) (1824 1907), ლონდონის სამეფო საზოგადოების ინგლისელი ფიზიკოსი, წევრი (1851) და პრეზიდენტი (1890 1895), უცხოელი კორესპოდენტის წევრი (1877) და უცხოელი საპატიო წევრი ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

გამოყენებითი ფიზიკის ან თეორიული სითბოს ინჟინერიის დარგი, რომელიც სწავლობს მოძრაობის სითბოში გარდაქმნას და პირიქით. თერმოდინამიკაში განიხილება არა მხოლოდ სითბოს გამრავლების საკითხები, არამედ ფიზიკური და ქიმიური ცვლილებებიც. კოლიერის ენციკლოპედია

მუდმივი მოძრაობის მანქანა მეორე სახის.

როგორც მოგეხსენებათ, ენერგიის დაზოგვის კანონი შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგი გარკვეულწილად შეცვლილი ფორმით: ენერგიის გარდაქმნის ყველა პროცესისთვის, ამ პროცესში მონაწილე ყველა სახის ენერგიის ჯამი უნდა დარჩეს უცვლელი... ასეთი ფორმულირება, მართალია არ იძლევა ენერგიის შექმნის შესაძლებლობას არაფრისგან, მაგრამ ღიად ტოვებს მუდმივი მოძრაობის აპარატის განხორციელების სხვა გზას, რომლის მუშაობის პრინციპი ემყარება ენერგიის ერთი ფორმის სხვაში იდეალურ ტრანსფორმაციას. . ამიტომ, შეგვიძლია შემოგთავაზოთ, მაგალითად, ასეთი სამუშაო ციკლი: შეუშვათ ორთქლის ძრავა (ტურბინა, ძრავა) შიგაწვის ან ნებისმიერი სხვა სითბოს ძრავა) ჩვენ ვხარჯავთ გარკვეულ რაოდენობას სითბოს, რომ შევასრულოთ გარკვეული მექანიკური სამუშაო; შემდგომში, მიღებული მექანიკური ენერგია კვლავ გადაიქცევა სითბოში, მასთან ორთქლის გაცხელება და მოქმედებაში ორთქლის ძრავის (ტურბინის) და ა.შ. აშკარაა, რომ ენერგიის გარდაქმნის ასეთი ციკლი შეიძლება დაუსრულებლად განმეორდეს: ყოველივე ამის შემდეგ, მოცემული სისტემის ენერგია არ იზრდება ან მცირდება დროთა განმავლობაში.

მე -20 საუკუნის დასაწყისში ამ ტიპის მუდმივი მობილური საკითხის გამოკვლევა. ცნობილმა გერმანელმა ფიზიკოს-ქიმიკოსმა დეტალურად შეისწავლა ვილჰელმ ოსტვალდი ... ზემოთ აღწერილი იდეალური მანქანა, რომელსაც შეუძლია ციკლურად და დანაკარგების გარეშე, ენერგიის გარდაქმნა ერთი ფორმიდან მეორეში, მან უწოდა პერტუუმი მობილური მეორე სახის. მართალია, როგორც თავად სახელი გვთავაზობს, პირველი ტიპის მუდმივი მობილური შექმნის შესაძლებლობის უარყოფის შემდეგაც კი, მუდმივი მოძრაობის პრობლემა კვლავ ღიად რჩება. ამასთან, ამასთან, მუდმივი მოძრაობის ორივე ეს ტიპი მკვეთრად განსხვავდება ერთმანეთისგან. მიუხედავად იმისა, რომ პირველი სახის მუდმივი მობილური ფუნქცია, რომელსაც მეცნიერები განუცხადებლად მიიჩნევენ, იყო განუწყვეტლივ სასარგებლო სამუშაოს შესრულება ენერგიის მარაგების გარე წყაროების შევსების გარეშე, მეორე სახის მუდმივი მოძრაობის აპარატის დანიშნულება სულ სხვა იყო - ეს მანქანა საჭიროა მხოლოდ ენერგიის იდეალური გარდაქმნის უნარი.

მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის აპარატის საკითხის განხილვასთან დაკავშირებით, ენერგიის დაზოგვის კანონის მოქმედება კვლავ დისკუსიის ცენტრში იყო. ფიზიკის კურსიდან ცნობილია, რომ ეს კანონი, რომელიც გამოიყენება თერმული პროცესების მიმართ, წარმოადგენს თერმოდინამიკის პირველი კანონის შინაარსს. მართლაც, პირველი პრინციპი ამტკიცებს თერმული და მექანიკური ენერგიის ეკვივალენტურობას, მაგრამ ის არ ამბობს არაფერს, თუ რა მიმართულებით უნდა წარიმართოს ენერგიის გარდაქმნის პროცესები. ქვას კლდიდან უფსკრულში გადავაგდებთ თუ აფეთქების დროს ასაფეთქებელ ნივთიერებებში დაგროვილი ქიმიური ენერგიის მარაგი გადავაქციოთ მექანიკურ ენერგიად, სინათლედ და სითბოდ, ან დავწვათ საწვავი ჩვენი სახლების გასათბობად - ეს ბუნებრივი ცვლილებებია ენერგია ამავდროულად, ენერგიის დაზოგვის კანონი არ კრძალავს რომელიმე ამ პროცესის არსებობას უკუ მიმართულებარაც აშკარად ეწინააღმდეგება ჩვენს პრაქტიკულ გამოცდილებას. ამრიგად, ამ კანონის არაკრიტიკულ გამოყენებას მივყავართ აბსურდულ დასკვნებამდე.

მოდით კიდევ ერთი მაგალითი მოვიყვანოთ. თერმოდინამიკის პირველი კანონის თანახმად, სითბო ექვივალენტურია მექანიკური ენერგიისთვის, ამიტომ პირველი პრინციპის წინააღმდეგობის გარეშე, შესაძლებელია ავაშენოთ მანქანა, რომელიც სითბოს მიიღებს სხეულიდან, რომელსაც აქვს მიმდებარე ჰაერის ტემპერატურა, ან, მაგალითად, , იღებს წყალს სითბოს დიდი რეზერვუარებიდან და ასრულებს ამ მექანიკური მუშაობის გამო. ამ შემთხვევაში, წყალსაცავში წყლის მცირედი გაგრილებაც გამოიყოფა უზარმაზარი რაოდენობის თერმული ენერგია, რომელიც შეიძლება გარდაიქმნას ელექტრულ ენერგიად ან, შემდგომში, ისევ მექანიკურ ენერგიად. მაგალითად, წყალში გაგრილებისას, რომელიც შეიცავს აუზში, რომლის ფართობია 120 მ 2 და სიღრმე 1,9 მ 1 ° C, მივიღებთ ენერგიას, რომელიც ტოლია 954 კჯ ... თუ ახლა მიღებული მექანიკური ენერგია ისევ სითბოდ გადავაქციოთ, მაშინ წარმოიქმნება ენერგიის გარდაქმნის დახურული ციკლი, რომელიც დაფუძნებულია მეორე სახის მუდმივი მოძრაობის პრინციპზე. ერთადერთი საკითხია, შესაძლებელია თუ არა პრაქტიკაში დანადგარები, რომლებიც აცნობიერებენ ტრანსფორმაციის ამ იდეალურ ციკლს, რადგან ყოველდღიურ ცხოვრებაში ასეთ ფენომენებს არასდროს ვხვდებით.

ჩვენივე გამოცდილებით, ჩვენ ვიცით, რომ თბილ ოთახში მაცივრიდან გამოტანილი რძე ბოთლდება და ცხელი ჩაის ჭიქა კლებულობს. გარდა ამისა, ცივი სითხე, როდესაც თბება, შეუმჩნევლად ამცირებს ჰაერის ტემპერატურას ოთახში, ხოლო ცხელი ზრდის მას. გასაგებია, რომ ამ პროცესებში გასაკვირი ვერაფერი ვხვდებით. ამავდროულად, ისე არ ხდება, რომ ცივი სხეული თავისით გაცივდეს ან გახურდეს. ასეთი გაგრილებისთვის გამოიყენება სპეციალური სამაცივრო დანადგარები, რომლებსაც გარე ენერგიის მუდმივი მიწოდება სჭირდებათ. ამავე დროს, სიცივის ან ცხელი სხეულის გათბობის სპონტანური გაგრილება სულაც არ ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის პირველ კანონს. ამიტომ აშკარაა, რომ ამ კანონის ფორმულირება გარკვეულწილად უნდა დაზუსტდეს და დაემატოს.

სითბოს გამოყენების პრობლემა ჩვენი პლანეტის წყლის აუზების გაგრილებით W. Ostwald– მა აჩვენა, როგორც ტიპიური მაგალითი, რომელიც აჩვენებს მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის აპარატის იდეის არარეალურობას. თავის წიგნში „ ზოგადი ქიმია”, რომელიც 1893 წელს გამოქვეყნდა, მან დაწერა:

”როგორც წესი, ჩვენ ვერ ვხვდებით, რომ მუდმივმოქმედი მობილური თეორემის ინტერპრეტაცია შესაძლებელია ორი გზით. ერთი მხრივ, - ამაზე უფრო ხშირად ვსაუბრობთ - შესაძლებელი იქნება მუდმივი მობილური მოწყობილობის აშენება (იგულისხმება პირველი სახის მუდმივი მოძრაობის აპარატი), მისი დახმარებით გარკვეული ენერგიის გამომუშავება და გამოყენება, მაგალითად, მართვა მანქანა. ასეთი პროცესის შეუძლებლობის მტკიცებულება ენერგიის პირველ ფუნდამენტურ კანამდე მიგვიყვანს, რომელიც ამბობს, რომ ენერგიის შექმნა ან განადგურება შეუძლებელია. თუმცა, მუდმივი მობილური შეიძლება სხვაგვარად გააქტიურდეს, ენერგიის გამომუშავების გარეშე, თუ ტრანსფორმაციის პროცესში შესაძლებელი იყო ბუნებაში დამალული უზარმაზარი გამოუყენებელი ენერგიის ჩართვა. მაგალითად, თუკი შესაძლებელი იქნებოდა ოკეანეების წყლებში არსებული თერმული ენერგიის დიდი მარაგის გადაქცევა მექანიკურ ენერგიად, რომელიც დროთა განმავლობაში კვლავ გადაიქცევა თერმულ ენერგიად, ამით ჩვენ შევქმნით სამუდამო მოძრაობის მანქანას მეორე სახის. ეს, რა თქმა უნდა, შეუძლებელია, რადგან სითბოს ეს მარაგი, რომელიც გარედან გამოიხატება დედამიწის დადგენილი ტემპერატურის სახით, უცვლელია. ”

კიდევ ერთი გერმანელი ფიზიკოსი რუდოლფ კლაუსიუსი ასევე დიდი დრო დაუთმო თერმოდინამიკის პრობლემების შესწავლას. კერძოდ, მან მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ ჩვენი სამყაროს ენერგია უცვლელი რჩება. ამავე დროს, მან თქვა მნიშვნელოვანი თეორემა დახურული სისტემის ენტროპიის მაქსიმალურად ტენდენციის შესახებ. იმისათვის, რომ უკეთ გავიგოთ ამ თეორემის მნიშვნელობა, შევეცდებით უფრო დეტალურად ავუხსნათ ენტროპიის ცნების მნიშვნელობა, მისი მკაცრი მათემატიკური ფორმულირების გვერდით დატოვება. ენტროპიის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისება ის არის, რომ იგი არ იცვლება შექცევადი ფიზიკური პროცესებით, ე.ი. იდეალურ პროცესებში, რომლებსაც შეუძლიათ ორივე მიმართულებით ენერგიის დაკარგვის გარეშე. პრაქტიკული გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ რეალურ ფიზიკურ ფენომენებში ყოველთვის არსებობს გარკვეული ფაქტორები, მაგალითად, პასიური ძალები (ხახუნის), რის შედეგადაც გარდაქმნილი ენერგიის ნაწილი, რომელიც სითხეში გადადის, ამ გარდაქმნის ციკლის შემდეგი ფაზისთვის შეუქცევადად დაკარგა . ასეთ დანაკარგებზე საუბრობენ, როგორც "მკვდარ" ენერგიაზე, " დევალვაცია"ენერგია ან მისი შემცირება" ხარისხი" ამასთან დაკავშირებით, სითბოს ენერგია ამოღებულია ბოლო ადგილი მიყოლებით განსხვავებული ტიპები ენერგია, რადგან მისი გარდაქმნის ნებისმიერ პროცესში აუცილებლად წარმოიქმნება სითბო, რომელიც ვეღარ გარდაიქმნება ენერგიის რაიმე უფრო მაღალ ფორმად.

მსგავსმა მსჯელობამ, რომელიც მთლიანობაში ჩვენს სამყაროში გამოიყენა, გამოიწვია იდეების შექმნა ე.წ. სამყაროს თერმული სიკვდილი , რომელსაც, როგორც ჩანს, ბუნებით ცდილობს მთელი მიმდებარე სამყარო. კერძოდ, ეს უნდა ვლინდებოდეს დედამიწის ატმოსფეროს და თვით პლანეტის ტემპერატურის ზრდაში ენერგიის გარდაქმნის ნებისმიერი ბუნებრივი პროცესის დროს სითბოს გამოყოფის შედეგად.

სხვა ინტერპრეტაციით, ენტროპია განიხილება, როგორც სისტემაში ენერგიის ”გაფანტვის” საზომი. ენტროპიის ეს ინტერპრეტაცია ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ ნებისმიერ პროცესში, რომელიც ხდება ნებისმიერ დახურულ სისტემაში, სისტემის ენერგიის მხოლოდ ნაწილი გარდაიქმნება, ხოლო დანარჩენი ნაწილდება სითხეში და ისე, რომ მისი მოპოვება შეუძლებელია. ასეთი ზარალის ზომა ან " გაფანტვა»ენერგია არის ენტროპიის ზრდა. ამ შემთხვევაში, ენტროპიის რიცხვითი მნიშვნელობა აღმოჩნდება პროცესში მონაწილე ორგანოების შინაგან ენერგიაში გადატანილი ენერგიის ღირებულების პროპორციული, ე.ი. სითბოში.

ენერგიის სწორედ ეს გაფრქვევა წარმოადგენს დაბრკოლებას მუდმივი მოძრაობის აპარატების დანერგვისთვის, რომლებიც მუშაობენ გარედან ენერგიის მარაგების შევსების გარეშე. მაგალითად, ენერგიის გაფრქვევა წამყვან მატარებელში ორთქლმავალი ხოლო თვითონ საქვაბეში, სადაც ორთქლი თბება მისი მოძრაობისთვის, შეუძლებელია მეორე ტიპის ზემოთ აღწერილი მუდმივი მოძრაობის მანქანა. მართლაც, ქვაბიდან გახურებულ ორთქლს ორთქლის ძრავა ამოძრავებთ. წარმოიდგინეთ, რომ ამ მანქანის მამოძრავებელი მექანიზმი დამზადებულია ისე, რომ მისი მოძრაობის ენერგია მთლიანად გადაიქცეს ორთქლის ძრავის ქვაბში მიწოდებულ სითბოში. ამ აშკარად იდეალურ სისტემაში, დანაკარგების არსებობის გამო, სამუშაო ენერგიის მუდმივი შემცირება მოხდება და შედეგად, ქვაბში ორთქლის ტემპერატურა და წნევა დაეცემა და მათთან ერთად ორთქლის ძალა ძრავა თავისთავად შემცირდება.

მაგალითად, perpetuum mobile- ის სხვა გამომგონებლებმა შემოგვთავაზეს საათის ორი მოძრაობის დაკავშირება ისე, რომ ერთის მოძრაობა მეორის გაზაფხულზე დატრიალდეს - ეს საშუალებას მისცემს მივიღოთ "მარადიული" ქრონომეტრიული სისტემა, რომელიც არსებითად არ ეწინააღმდეგება ენერგიის შენარჩუნების კანონი. ამასთან, პრაქტიკულმა ექსპერიმენტებმა უარყო ეს შესაძლებლობა, რადგან ასეთი მუდმივი მოძრაობის აპარატი გაჩერდა ორივე ზამბარის მამოძრავებელი ძალების შედარებისთანავე. უფრო მეტიც, მაშინაც კი, თუ ვივარაუდებთ, რომ შესაბამისი დიზაინის ცვლილებების საშუალებით, შესაძლებელია ენერგიის მნიშვნელოვანი ნაწილის გადაცემა ერთი წყაროდან მეორეში, მაშინ აქ ვერაფერს მივაღწევდით, ზუსტად ამის გამო უკვე აღნიშნული ენერგიის გაფრქვევის გავლენა, რომელიც თან ახლავს თითოეულ სამუშაო ციკლს.

ამრიგად, ენტროპიის კონცეფციის გამოყენებით ჩამოყალიბდა კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი კანონი, რომელიც ენერგიის დაზოგვის კანონთან ერთად ნათელს ჰფენს მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის აპარატს. მისი ერთ-ერთი ფორმულირებაა კლაუციუსის თეორემა დახურული სისტემის ენტროპიის მაქსიმალური ტენდენციის შესახებ.

სხვა ექვივალენტურ ფორმულირებაში ნათქვამია, რომ შეუძლებელია ისეთი მოწყობილობის შექმნა, რომელიც მუდმივად ასრულებს მექანიკურ მუშაობას სითბოს ხარჯზე და მიღებულ მექანიკურ ენერგიას სითბოში გარდაქმნის. ... ამ კანონს თერმოდინამიკის მეორე კანონი ეწოდება. თერმოდინამიკის მეორე კანონი ასევე უარყოფს ენერგიის მოპოვების შესაძლებლობას ტემპერატურის ქვემოთ გაგრილებული სხეულების საშუალებით გარემო... ამრიგად, იმისათვის, რომ სითბო გადავიყვანოთ სხვა ტიპის ენერგიად (მაგალითად, მექანიკურ ენერგიად), უნდა გვქონდეს გამათბობელი (საქვაბე) და კონდენსატორი (მაცივარი). რაც უფრო მეტია ტემპერატურის სხვაობა გამათბობელსა და კონდენსატორს შორის, მით მეტი სითბო შეიძლება გადაკეთდეს სასარგებლო სამუშაოდ. თუ ეს სხვაობა ნულის ტოლია, მაშინ შესრულებული სამუშაოს ოდენობა იქნება ნული.

თერმოდინამიკის მეორე კანონი გამორიცხავს ენერგიის დაზოგვის კანონის არასრულფასოვნებას, რამაც არ განასხვავა შექცევადი და შეუქცევადი პროცესები და ამით მოჩვენებითი იმედი დაუტოვა მათ, ვისაც არ სურს შეეგუოს მუდმივი მობილური შექმნის შეუძლებლობას.

გარდა ამისა, თერმოდინამიკის მეორე კანონი აწესებს აკრძალვას მუდმივი მოძრაობის აპარატებზე, მსგავსი მეორე ტიპის მუდმივმოქმედ მობილურთან, მაგრამ ემყარება სხვა სახის ენერგიის გარდაქმნას. მაგალითად, შეუძლებელია წყვილი ელექტროძრავის - გენერატორის მარადიული ფუნქციონირება, რომელიც ერთ შახტზე იჯდა, რაც შემდეგი სქემის შესაბამისად იმოქმედებს: ელექტროობა, გენერატორის მიერ წარმოებული, ელექტროძრავას ატრიალებს როტაციაში, ხოლო ელექტროძრავის მექანიკური ენერგია გენერატორში გარდაიქმნება ელექტრულ ენერგიად. თუ ამ წყვილის ორივე ელემენტი მუშაობდა 100% ეფექტურობით. (რაც, რა თქმა უნდა, შეუძლებელია მათში ელექტრული და მექანიკური დანაკარგების არსებობის გამო), მაშინ ასეთ სისტემას მოუწევს თავის შენარჩუნება მუდმივი მოძრაობით. ამასთან, იგი არანაირად ვერ გამოიყენებოდა პრაქტიკული მიზნებისთვის, რადგან ამ მოწყობილობიდან სასარგებლო სამუშაოს არჩევის დაწყებისთანავე, ჩვენ დავანგრევთ მის ენერგეტიკულ ბალანსს და სისტემა შეჩერდებოდა.

ეს ხშირად მოჰყავდა სისტემის მაგალითს ძრავის გენერატორი ბევრჯერ მსახურობდა პროტოტიპად რიგი სხვა, უფრო მარტივი პროექტებისთვის. მართალია, ამგვარი გამარტივებით, კიდევ უფრო ნათლად ვლინდება მუდმივი მობილური "ძრავის გენერატორი" ტიპის შეუძლებლობა. ყოველივე ამის შემდეგ, მაგალითად, ძრავა და გენერატორი შეიძლება შეიცვალოს ორი ურთიერთდაკავშირებული ღვედის ამძრავის სისტემით. დაბოლოს, თქვენ შეგიძლიათ შემოიფარგლოთ თუნდაც ერთი რულეტით, თუკი მისი ნახევარი მამოძრავებელ ელემენტად მიაჩნიათ, ხოლო მეორე - ამოძრავებულ ელემენტად. შეგიძლიათ იფიქროთ ათეულობით მსგავს დიზაინზე, მაგრამ ყოველთვის იქნება მხოლოდ ერთი შედეგი, რადგან ყველა ეს მუდმივი მოძრაობის აპარატი, მარტივი და რთული, უკვე გამოითქვა თერმოდინამიკის მეორე კანონით.

სიმკაცრისთვის უნდა აღინიშნოს, რომ ამ კანონს აქვს სტატისტიკური ხასიათი და გამოიყენება მხოლოდ მაკროსკოპული ობიექტებისთვის. კერძოდ, ის არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოლეკულების ან ნივთიერების მცირე ნაწილაკების მოძრაობის აღსაწერად ( ბრაუნიანის მოძრაობა) გარდა ამისა, მუდმივი თერმული მოძრაობა, რომელიც განსაზღვრავს მაკროსკოპული სხეულების შინაგან ენერგიას, არ შეიძლება გახდეს ენერგიის წყარო სასარგებლო სამუშაოს შესასრულებლად.

სიჩქარე, რომლითაც კაცობრიობა ენერგიის ყველა სხვა ფორმას სითბოდ აქცევს, უკვე საფრთხეს უქმნის ცივილიზაციის არსებობას. "სითბოს სიკვდილი" უახლოეს მომავალში ენერგიის მუდმივად მოხმარების გამო, მისი შემდგომი გაფრქვევით სითბოს სახით, უკვე გარდაუვალი ჩანს ეკონომიკური განვითარების ამჟამინდელი ტემპების შენარჩუნების შემთხვევაში. მაგრამ თუ კაცობრიობა შეეცდება მათ შენელებას, ეს ეწინააღმდეგება ევოლუციის კანონებს და მაინც დაიღუპება.

არსებობს გამოსავალი? შესაძლებელია ის ჯერ კიდევ არ ჩანს მხოლოდ ერთი ფიზიკური პრინციპის გაუგებრობის გამო. ენერგიის მოხმარების ენერგიის ციკლად გარდაქმნა, პრინციპში, საშუალებას მისცემს გაზარდოს მისი ინტენსივობა გარემოსთან წონასწორობის დარღვევის გარეშე. ეს დასტურდება ორგანული სამყაროს გამოცდილებით, რომელიც ათასწლეულების განმავლობაში მეტნაკლებად მუდმივად ინახავდა ბიოსფეროს მასას, მისი ევოლუციის დროს გამრავლდა მატერიისა და ენერგიის წლიური მოხმარება. დღესდღეობით, ყოველწლიურად თავისთავად გატარებული მასის მასა შედარებულია დედამიწის ქერქის მასასთან და ზოგიერთი შეფასებით, ისინი მას აჭარბებენ.

მეორე სახის მუდმივი მოძრაობის მანქანა შეუძლებელია?

რადგან თითქმის ყველა ენერგია, რომელსაც ჩვენ ვხარჯავთ, ადრე თუ გვიან იფანტება სითბოს სახით, რის გამოც "სითბოს სიკვდილის" საშიშროება გვექმნება, ენერგიის ციკლმა სითბოს ციკლის ფორმა უნდა მიიღოს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, უნდა ვისწავლოთ გაფანტული სითბოს შეგროვება, რომ მისი ენერგია ისევ და ისევ გამოვიყენოთ.

იდეალურ სითბოს ძრავად ითვლება ის, რომელიც თეორიულად შეიმუშავა 1824 წელს ფრანგმა ფიზიკოსმა სადი კარნომ (Nicolas Léonard Sadi Carnot, 1796-1832). მისი იდეალურობა იმაში მდგომარეობს, რომ კოეფიციენტი სასარგებლო მოქმედება ნებისმიერი სხვა მანქანის (ეფექტურობა) იგივე მაცივრისა და გამათბობლის გამოყენებით ნაკლები იქნება, ვიდრე მისი გამოგონილი მანქანა. და ის, რომ მისი მანქანის ეფექტურობა განსხვავდება ერთიანობისგან, გამომდინარეობს იმ ფაქტიდან, რომ მას აქვს მაცივარი: მიიღო გარკვეული ენერგია გამათბობლიდან (მაგალითად, სითბოს სახით საწვავის წვით), სამუშაო ორგანო (შიგნით იდეალური მანქანა ეს, რა თქმა უნდა, იდეალური გაზია), სასარგებლო სამუშაოს შესრულებას, აბსოლუტურად აზრი არ აქვს ენერგიის ნაწილის დათბობას მაცივარში.

დღეს კლასიკური ტიპის ელექტროსადგურებს (მაცივრით) იყენებენ გაფანტული სითბოს - გეო და ჰიდროთერმული ელექტროსადგურების და სითბოს ტუმბოების შეგროვებისთვის, ვიდრე კარნოზე ნაკლები ეფექტურობა.

რა თქმა უნდა, გაფანტული სითბოს გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ იმიტომ, რომ საშუალო ტემპერატურა არათანაბრად თბება, ანუ ტემპერატურის ვარდნით, რომელსაც იყენებენ სითბოს შემგროვებელი სითბოს დანადგარები. მას შემდეგ, რაც ამ განსხვავებების სიდიდე მცირეა, კლასიკური სითბოს ძრავების ეფექტურობა შემცირებულია უკიდურესად დაბალ მნიშვნელობამდე. ამიტომ, ელექტროენერგიის ინდუსტრიაში სითბოს ცირკულაცია შეიძლება რეალური გახდეს მხოლოდ მაშინ, როდესაც ის ემყარება ელექტროსადგურებს მაცივრის გარეშე, რომელთა ეფექტურობა არ შემოიფარგლება კარნოტის ეფექტურობით.

ასეთ ელექტროსადგურებს უწოდებენ მუდმივი მოძრაობის აპარატებს მეორე ტიპის. ზოგადად მიღებულია, რომ ისინი აკრძალულია თერმოდინამიკის მეორე კანონით. ამასთან, ”სითბოს სიკვდილის” საფრთხე გვაიძულებს რაც შეიძლება პოზიტიურად განვიხილოთ მათი დაცვის არგუმენტები.

სიტუაცია უიმედო არ არის. არ შეიძლება მილიონობით და მილიარდ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში ევოლუციის კანონებმა ხელი შეუწყონ ორგანულ სამყაროს, შემდეგ კი კაცობრიობას, განვითარდეს გარკვეული მიმართულებით (მატერიისა და ენერგიის მოხმარების გააქტიურებისკენ), შემდეგ კი ეს განვითარება მოულოდნელად მოხდეს წააწყდება ფიზიკის კანონს, რომელიც სითბოს მიმოქცევის შეუძლებელს გახდის, კაცობრიობას სასიკვდილოდ გაწირავს. ევოლუციისა და ფიზიკის კანონები, ვფიქრობ, შედის ბუნების ერთ და თანმიმდევრულ კანონთა კრებულში. თუ ეს მართლაც ასეა, მაშინ მუდმივი მოძრაობის აპარატების აკრძალვა მეორე სახის უნდა იყოს დაუცველი.

კლასიკოსების შეცდომები

თუ ჟანგბადს წყალბადს შეურიებთ იმავე ტემპერატურაზე, ენტროპიის მომატება არ იქნება დაკავშირებული სითბოს გადატანასთან. როდესაც ცივი წყალბადის შერევა ხდება ცხელ ჟანგბადთან, ენტროპია გაიზრდება როგორც ტემპერატურის გათანაბრების, ასევე მარტივი შერევის (დიფუზიის) გამო. პრობლემა ისაა, რომ გარკვეულ პირობებში, მთლიანი ენტროპიის ზრდას შეიძლება თან ახლდეს ერთ-ერთი ტერმინის შემცირება - მაგალითად, თერმული.

IN ზოგადი საქმე მოქმედებს ტოტალური ენტროპიის ზრდის კანონი და არ მოქმედებს თერმული ენტროპიის ზრდის ”კანონი”. მას შემდეგ, რაც თერმული ენტროპია შეიძლება ამ გზით შემცირდეს, სითბოს გარდაქმნა ენერგიის სხვა ფორმებში შეიძლება მოხდეს თერმული ენტროპიის შემცირებით, თუ მხოლოდ ერთი იზრდება. ეს ნიშნავს, რომ სითბოს ენერგიის სხვა ფორმებად გარდაქმნა შეიძლება დასრულდეს, ანუ ის შეიძლება მოხდეს თერმული კომპენსაციის გარეშე.

მაცივრის აუცილებლობა დღეს ნებისმიერი სითბური ძრავისთვის აიხსნება თერმული ენტროპიის ზრდის უზრუნველსაყოფად. მისი გაზრდის ”კანონის” გაუქმება შეუძლებელს ხდის მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის აპარატების აკრძალვას, რაც ხსნის სითბოს ციკლზე აგებული ენერგიის შექმნას.

მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის აპარატების პროექტებზე

დღეს ათობით ასეთი პროექტია. ამასთან, ყველა მათგანი განურჩევლად და აპრიორულად ცხადდება, რომ ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის მეორე კანონს და, შესაბამისად, უღირსია კრიტიკული ანალიზისთვის. შედეგად, მათი ავტორები იძულებულნი არიან "მოამზადონ" საკუთარ გარემოში, რაც, ბუნებრივია, ართმევს შესაძლებლობას გახდნენ რაციონალური კრიტიკის ობიექტი და ამცირებენ მათი ტექსტების სამეცნიერო დონეს, ხშირად მიუღებლად დაბალ დონემდე. აქ ძნელია გამონაყარის ჭვავისგან გამოყოფა. მე მხოლოდ ერთ ასეთ პროექტზე მოგახსენებთ, რომლის იდეა განხილვის ღირსი მეჩვენება.

მოდით, მოვათავსოთ ვიწრო მილი ქარის საწინააღმდეგოდ ატმოსფეროში, რომელშიც ჰაერი დააჩქარებს "გეომეტრიული" მიზეზების გამო, როგორიცაა ჰაერი კლდეებს შორის ნაპრალში ან სახლებს შორის ვიწრო გადასასვლელში. გაზის იდეალურ მიახლოებაში ასეთი დინება აღწერილია ბერნულის განტოლებით, რომელიც ცნობილია ორი ძირითადი ფორმით. პირველის მიხედვით, გაზის აჩქარებას გამარტივებასთან ერთად თან ახლავს მისი წნევის შემცირება, მეორის მიხედვით, ტემპერატურის ვარდნა. პირველი ეფექტი უზრუნველყოფს აწევა ფრთა, მეორე, სავარაუდოდ, შეიძლება განთავსდეს მეორე სახის მუდმივი მოძრაობის აპარატის ბაზაზე.

მართლაც, გაზის ნაკადის გაგრილება ნიშნავს სითბოს რაოდენობის შემცირებას მასში, აჩქარება ნიშნავს მისი კინეტიკური ენერგიის ზრდას. თერმული ენერგია პირდაპირ გარდაიქმნება კინეტიკურ ენერგიად, მაცივარი არ არის. გაზის ნაკადის გაგრილება ხდება მისი თერმული ენტროპიის შემცირებით, რაც ანაზღაურდება არასათანადო ენტროპიის ზრდით, რომელიც დაკავშირებულია წნევის შემცირებასთან.

შემაერთებელი მილი შეიძლება აღჭურვილი იყოს ტურბინით, გადააქციოს იგი ელექტროსადგურად. ჩვენ მივიღეთ პატენტი ამ ტიპის "ქარის ტურბინისთვის" რუსი გამომგონებლები მიხეილ ანდრეევიჩ ეგოროვი, იგორ სერგეევიჩი ორლოვი და ემანუილ ავრაამოვიჩ სობოლი. მათი ინსტალაცია ნახატებზე ჰგავს ქოთანში ჩამორჩენილ ბომბს, რომელიც გასწვრივ არის შეჩერებული ჰაერის დინება და მიიღებს მას რგოლის ხვრელში.

მკითხველს საჭირო ექსპერიმენტული ბაზა (რაც ავტორს არ აქვს), მას შეუძლია თავად დააყენოს ექსპერიმენტული კრიტიკა, მაგალითად, გამოიყენოს შევიწროებული მილის მშენებლობა, სათბურის ფილმი მავთულის ჩარჩოზე.

Egorov-Orlov-Sobol– ის ინსტალაცია, მეჩვენება, შეიძლება მორგებული იყოს წყლის გარემოში, სადაც მას შეიძლება ჰქონდეს უფრო მეტი სიმძლავრე, რადგან მიწის წყლის ობიექტების ერთეული მოცულობა მნიშვნელოვნად მეტ სითბოს შეიცავს, ვიდრე ატმოსფეროს ერთეული მოცულობა.

მაგრამ საქმე სულაც არ არის საქმე, მუშაობს თუ არა ეს კონკრეტული კონსტრუქცია. ჩემი ამოცანა არ არის წარმოადგინოს მუდმივი მოძრაობის აპარატების პროექტები, რომლებიც შეიძლება დაუყოვნებლივ გამოვიდეს წარმოებაში. მე მხოლოდ ვცდილობ შეცვალო Big Science- ის მუდმივი უარყოფითი დამოკიდებულება ასეთი ძრავების იდეის მიმართ.

პარტნიორების სიახლეები

ისტორიული ჩანაწერების თანახმად, პირველი ადამიანი, ვინც ასეთი მანქანის აშენება შესთავაზა, იყო მეცნიერი, რომელიც მე -12 საუკუნეში ცხოვრობდა. ამ დროს დაიწყო ევროპელთა ჯვაროსნული ლაშქრობები წმინდა მიწაზე. ხელოსნობის, ეკონომიკისა და ტექნოლოგიის განვითარება საჭიროებდა ენერგიის ახალი წყაროების განვითარებას. მუდმივი მოძრაობის აპარატის იდეის პოპულარობამ სწრაფად დაიწყო ზრდა. მეცნიერები ცდილობდნენ მის აგებას, მაგრამ მათი მცდელობა წარუმატებლად დასრულდა.

ეს იდეა კიდევ უფრო პოპულარული გახდა მე -15 და მე -16 საუკუნეებში, წარმოების განვითარებით. მუდმივი მოძრაობის პროექტები ყველამ და სხვა შემოგვთავაზა: უბრალო ხელოსნებმა, რომლებიც ოცნებობდნენ საკუთარი მცირე ქარხნის დაარსებაზე, დაწყებული მსხვილი მეცნიერებით დამთავრებული. ლეონარდო და ვინჩი, გალილეო გალილეი და სხვა დიდი მკვლევარები, მუდმივი მოძრაობის აპარატის შექმნის უამრავი მცდელობის შემდეგ, მოვიდნენ ზოგადი აზრირომ პრინციპში შეუძლებელია.

მეცნიერები, რომლებიც მე -19 საუკუნეში ცხოვრობდნენ, იგივე მოსაზრებას მივიდნენ. მათ შორის იყვნენ ჰერმან ჰელმჰოლცი და ჯეიმს ჯოული. მათ დამოუკიდებლად ჩამოაყალიბეს ენერგიის შენარჩუნების კანონი, რომელიც ახასიათებს სამყაროს ყველა პროცესის მიმდინარეობას.

მუდმივი მოძრაობის მანქანა პირველი სახის

ეს ფუნდამენტური კანონი გულისხმობს პირველი სახის მუდმივი მოძრაობის აპარატის შექმნის შეუძლებლობას. ენერგიის შენარჩუნების კანონში ნათქვამია, რომ ენერგია არსად არ ჩანს და უკვალოდ არ ქრება, არამედ მხოლოდ თავის თავს იღებს ახალ ფორმებს.

პირველი სახის მუდმივი მოძრაობის მანქანა არის წარმოსახვითი სისტემა, რომელსაც შეუძლია შეასრულოს სამუშაოები (ანუ ენერგიის წარმოება) შეუზღუდავი დროით, ენერგიის გარეშე გარედან წვდომის გარეშე. მსგავს რეალურ სისტემას მხოლოდ მისი შინაგანი ენერგიის გამოყენებით შეუძლია მუშაობა. მაგრამ ეს სამუშაო შეზღუდული იქნება, რადგან სისტემის შიდა ენერგიის მარაგი არ არის უსასრულო.

ენერგიის წარმოების სითბური ძრავა უნდა ასრულებდეს გარკვეულ ციკლს, რაც ნიშნავს, რომ ის ყოველ ჯერზე უნდა დაბრუნდეს საწყის მდგომარეობაში. თერმოდინამიკის პირველი კანონი ამბობს, რომ ძრავა უნდა მიიღოს ენერგია გარედან სამუშაოს შესასრულებლად. ამიტომ შეუძლებელია პირველი სახის მუდმივი მოძრაობის აპარატის აგება.

მუდმივი მოძრაობის მანქანა მეორე სახის

მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის აპარატის მუშაობის პრინციპი ასეთი იყო: ოკეანედან ენერგიის წართმევა, ხოლო მისი ტემპერატურის შემცირება. ეს არ ეწინააღმდეგება ენერგიის დაზოგვის კანონს, მაგრამ ასეთი ძრავის მშენებლობაც შეუძლებელია.

საქმე იმაშია, რომ ეს ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის მეორე კანონს. ეს შედგება იმაში, რომ უფრო ცივი სხეულიდან ენერგია ვერ გადადის ზოგადად უფრო ცხელზე. ასეთი მოვლენის ალბათობა ნულისკენ მიდის, ვინაიდან ის ირაციონალურია.

უკვე დიდი ხანია დადგენილია, რომ მუდმივი მოძრაობის აპარატის გამოგონება შეუძლებელია. ფართო გაგებით, მუდმივი მოძრაობის მანქანა ნიშნავს მექანიზმს, რომელიც უწყვეტად მოძრაობს თვითონ. მაგრამ ეს საკმარისი განმარტებისგან შორს არის. საუკუნეების განმავლობაში უშედეგო მცდელობების წყალობით შექმნეს სასწაული მანქანა, დღეს შესაძლებელია ზუსტად განისაზღვროს თვით ცნება "მუდმივი მოძრაობის მანქანა" და მისი შეუძლებლობის მიზეზები. უფრო მეტიც, ასეთმა მცდელობებმა მნიშვნელოვანი კვალი დატოვა ისტორიაში და დაადასტურა ფიზიკის ყველაზე მნიშვნელოვანი კანონების არსებობა. ქვემოთ ჩამოთვლილთაგან, რომელთა განხილვასაც გავაკეთებთ.

მუდმივი მოძრაობის აპარატების განმარტება და კლასიფიკაცია

ასე რომ, მუდმივი მოძრაობის მანქანა, როგორც უკვე ვიცით, წარმოსახვითი მოწყობილობაა. შესრულებული სამუშაოს ხასიათის მიხედვით, ეს შეიძლება შემდეგნაირად კლასიფიცირდეს:

1. მუდმივი მოძრაობის მანქანა პირველი სახის (ფიზიკური / მექანიკური, ჰიდრავლიკური, მაგნიტური) - განუწყვეტლივ სამუშაო მანქანა, რომელიც ერთხელ ამოქმედდება, მუშაობს გარედან ენერგიის მიღების გარეშე. ეს არის მექანიკური ხასიათის მოწყობილობები, რომელთა მუშაობის პრინციპი ემყარება გარკვეული ფიზიკური მოვლენების გამოყენებას, მაგალითად, სიმძიმის მოქმედებას, არქიმედეს კანონის, კაპილარების ფენომენებს სითხეებში.
2. მუდმივი მოძრაობის მანქანა მეორე სახის (ბუნებრივი) - სითბოს ძრავა, რომელიც ციკლის შედეგად მთლიანად გარდაქმნის ნებისმიერ „ამოუწურავ“ წყაროდან (ოკეანე, ატმოსფერო და ა.შ.) მიღებულ სითბოს სამუშაოდ. ისინი ასოცირდება ციკლურად გამეორებულ ბუნებრივ მოვლენებთან ან ციური მექანიკის პრინციპებთან.

ეს კლასიფიკაცია გავრცელებულია და გვხვდება ძველ სამეცნიერო ლიტერატურაში. მოგვიანებით მკვლევარებს სხვა განმარტება აქვთ. ეს წარმოიშობა იდეალური მანქანის იდეიდან, რომელიც მუშაობს დანაკარგების გარეშე და გადააქვს მთელი გადაცემული ენერგია სასარგებლო სამუშაოდ ან ენერგიის სხვა ფორმაში.

სხვადასხვა დროის მეცნიერები მიდიოდნენ ამ განმარტებებზე ხანგრძლივი გზა... მათ მათ დეტალური ანალიზი ჩაუტარეს და ყოველთვის არ იყვნენ ერთსულოვნები. პრობლემა ის იყო, შესაძლებელია თუ არა მუდმივი მოძრაობის აპარატად მხოლოდ ის მანქანა, რომელიც, მთლიანად აწყობილი, დაუყოვნებლივ დაიწყებს თავის მუშაობას, ან დასაშვებია მოწყობილობის საწყისი ძრავის იმპულსის მიცემა. დავა ასევე ჩატარდა იმის შესახებ, არის თუ არა ეს მდგომარეობა მუდმივი მოძრაობის აპარატის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელი, რომელიც, მოძრაობაში ჩართვისას, ერთდროულად ასრულებს სასარგებლო სამუშაოს.

შექმნის იდეის მიზეზები

პირველი ნახსენები მუდმივი მოძრაობის აპარატი 1150 წელს ითვლის. მაგრამ ნიშნავს ეს იმას, რომ უძველესი მექანიკა არ იყო დაინტერესებული მუდმივი მოძრაობით? პირიქით, ეს იყო ერთ-ერთი იმ ტრადიციული პრობლემა, რომელსაც მეცნიერება დიდ ყურადღებას აქცევდა ფიზიკური მოვლენების შესწავლასთან დაკავშირებით. მაგრამ სხეულების წრიული მოძრაობის განმსაზღვრელი პირობების შესწავლისას ბერძნები მივიდნენ დასკვნამდე, რომელიც თეორიულად გამორიცხავს დედამიწაზე ხელოვნურად შექმნილი მუდმივი მოძრაობის არსებობის ნებისმიერ შესაძლებლობას. მაგალითად, არისტოტელე ამტკიცებდა, რომ სხეულების მოძრაობა აჩქარებს მისი ცენტრისკენ. სხეულების შესახებ ნამდვილად შემოვლითი გზა ის წერს: ”ისინი არ შეიძლება იყვნენ არც მძიმე და არც მსუბუქი, რადგან მათ არ შეუძლიათ ცენტრთან მიახლოება ან ბუნებრივი ან იძულებითი გზით დაშორება”. მხოლოდ ციური სხეულები აკმაყოფილებენ ამ პირობას.

მაგრამ მუდმივი მოძრაობის აპარატის იდეის წინაპრად ითვლება ინდოელი პოეტი, მათემატიკოსი და ასტრონომი ბასკარ აჩარია (1114-1185), რომელმაც თავის ლექსში აღწერა ერთგვარი მარადიული მოძრავი ბორბალი. გაითვალისწინეთ, რომ მრგვალი სხეული მიიღება როგორც საფუძველი. ძველი ინდური ფილოსოფიის თანახმად, რეგულარულად იმეორებს მოვლენებს, რომლებიც ქმნიან წრიულ ციკლს, მისთვის მარადიულობისა და სრულყოფის სიმბოლოა. ანუ მუდმივი მოძრაობის იდეის წინაპრები განპირობებული იყვნენ არა პრაქტიკული, არამედ რელიგიური საჭიროებებით. მუდმივი მოძრაობის აპარატის იდეა თავის აპოგეას აღწევს შუა საუკუნეებში ევროპაში, ტაძრების, საკათედრო ტაძრებისა და მთავრების სასახლეების ინტენსიური მშენებლობის პერიოდში, რა თქმა უნდა, დაინტერესებული არიან შემქმნელებით. პრაქტიკული გამოყენება მანქანები.

პირველი სახის მუდმივი მოძრაობის აპარატების ზოგიერთი მოდელი

ბორბალი დაუბალანსებელი წონით

სურათი 1

სურათი 2

სურათი 3

აქ მოცემულია Bhaskara- ს მუდმივი მოძრაობის აპარატის მოდელი (ნახ. №1) გრძელი ვიწრო ჭურჭლით, ნახევრად შევსებული ვერცხლისწყლით, წრის შიდა მხარეს ირიბად მიმაგრებული. ბასკარა ამართლებს ბორბლის ბრუნვას შემდეგნაირად: "თხევადით სავსე ბორბალი, რომელიც დამონტაჟებულია ღერძზე, რომელიც ორ ფიქსირებულ საყრდენზე დგას, განუწყვეტლივ ბრუნავს თავისთავად".

კიდევ ორი \u200b\u200bმოდელი, პრინციპში მსგავსი, გამოიგონეს შუა საუკუნეების ევროპაში. ნაწილობრივ ვერცხლისწყლით სავსე ჭურჭლის როლს ასრულებს ბორბლის შიგნით ამოზნექილი სექტორები, რომელთა შიგნით არის მძიმე ბურთულები (ნახ. Or2) ან წნელები წნებით, რომლებიც ბოლოში მოძრავად დგას ბორბლის გარე ნაწილზე (ნახ. .3)

ამ ძრავების მუშაობის პრინციპია ბორბალზე მუდმივი სიმძიმის დისბალანსის შექმნა, რის გამოც ბორბალი უნდა ბრუნავდეს. განვიხილოთ, რატომ არ არის გამართლებული ეს გაანგარიშება მაგალითის გამოყენებით ჩვეულებრივი ბორბალი... აქ ივარაუდება, რომ სამუშაოები შესრულებულია მიზიდულობით, ანუ ინ ნორმალური პირობები (მცირე მანძილებზე და დედამიწის ზედაპირთან ახლოს) ის მუდმივია და ყოველთვის მიმართულია იმავე მიმართულებით.

სურათი 4

FT არის დატვირთვის წონა, FP არის ძალა, რომლითაც ბერკეტი მოქმედებს სახურავზე (კომპენსირდება საყრდენის რეაქციის ძალით), FB არის მბრუნავი ძალა, R არის მანძილი სახსრიდან (ბრუნვის ღერძი) დატვირთვის მასის ცენტრის ტრაექტორია.

როდესაც ბერკეტი პირდაპირ არის, ტვირთის წონა გადადის სახსარზე და ანაზღაურდება საყრდენის რეაქციით. ძალა მიმართულია წრის, ტანგენციალური კომპონენტის ნორმალურად

არ არსებობს, რაც ნიშნავს, რომ ძალების მომენტი ნულოვანია. ამ პოზიციას ზედა მკვდარი ცენტრი (TDC) ეწოდება. თუ ბერკეტი გადახრის, საყრდენის რეაქცია აღარ ანაზღაურებს წონას, გამოჩნდება ძალის ტანგენციალური კომპონენტი და ნორმალური კომპონენტი იწყებს შემცირებას. ეს გაგრძელდება მხოლოდ მანამ, სანამ ბერკეტი არ მიიღებს ჰორიზონტალური პოზიცია... როდესაც ძალების მომენტი აღწევს მაქსიმალური მნიშვნელობა, ბერკეტი კვლავ იმოქმედებს დატვირთვაზე, ნორმალური ძალა შეცვლის ნიშანს ბერკეტთან შედარებით. ტანგენციალური ძალა იწყებს შემცირებას მანამ, სანამ ბერკეტი ვერტიკალურ ქვევით მდგომარეობაში არ აღმოჩნდება (ქვედა მკვდარი ცენტრი (BDC)).

ამრიგად, როგორც ნახ. No4, სამუშაო ციკლის დატვირთვა დაჩქარებულია, მკვდარი ზედა ცენტრიდან (TDC) ქვედა მკვდარ ცენტრში (BDC) გადადის და ნახევარი შენელდება. რამდენიმე რევოლუციის შემდეგ, ბორბალი დაუბალანსებელი წონით მიაღწევს ბალანსის მდგომარეობას.

ჯაჭვი დახრილ სიბრტყეზე

სურათი 5

მუდმივი მოძრაობის მექანიკური მექანიზმის კიდევ ერთი სახეობაა მძიმე ჯაჭვი, რომელიც გრძელი მხრიდან გადაყრილია ბლოკის სისტემაში. თეორიულად ჩათვალეს, რომ ის ნაწილი, რომელზეც დიდი რაოდენობით კავშირები, დაიწყება დახრილი სიბრტყიდან სრიალი, რის შედეგადაც დახურული ჯაჭვი განუწყვეტლივ იმოძრავებს. ამასთან, ცნობილია, რომ ჯაჭვი დანარჩენია. ამ ტიპის ძრავა პირველ რიგში საინტერესოა მისი მუდმივი მოძრაობის შეუძლებლობის გამო, ინჟინერმა, მექანიკოსმა და მათემატიკოსმა სიმონ სტევინმა (1548-1620) დაამტკიცა სხეულის წონასწორობის კანონი დახრილ სიბრტყეზე. ერთი ჯაჭვი მეორეზე უფრო მძიმეა, რამდენჯერმე არის პრიზმის დიდი სახე (AB ნახ. No5) უფრო გრძელია ვიდრე მოკლე (ძვ.წ. ნახ. No5). აქედან გამომდინარეობს, რომ ორი დაკავშირებული წონა ერთმანეთს აბალანსებს დახრილ სიბრტყეებზე, თუ მათი მასები ამ სიბრტყეების სიგრძის პროპორციულია.

პრინციპში მსგავსი მექანიზმი (ნახ. №6): მძიმე ჯაჭვი ისვრის ბორბლებზე ისე, რომ მისი მარჯვენა ნახევარი ყოველთვის გრძელი იყოს ვიდრე მარცხენა. ამიტომ, ის უნდა ჩამონგრეულიყო, ჯაჭვის როტაციაში გადაყვანა. მაგრამ მარცხენა მხარეს ჯაჭვი გადაჭიმულია ვერტიკალურად, ხოლო მარჯვენა მხარე - გარკვეულ კუთხესთან და მოღუნული. ანალოგიურად, მუდმივი მოძრაობა და ეს მექანიზმი შეუძლებელია.

სურათი 6

ჰიდრავლიკური მუდმივი მოძრაობის მანქანა არქიმედეს ხრახნით

აბსოლუტურად მარადიული ჰიდრავლიკური ძრავები გამომგონებლებმა სცადეს გამოიყენონ ძველი საბერძნეთის დროიდან ცნობილი მექანიზმი - არქიმედეს ხრახნი - ღრუ მილი, რომელსაც შიგნით სპირალური ფორმის სიბრტყე ჰქონდა, რომელიც წყლის ჭურჭლიდან უდიდესი სიმაღლის ჭურჭელში ასასვლელად იყო შექმნილი

სურათი 7

ჭურჭლიდან სითხე მატულობს ბოჭკოებით პირველ რიგში ზედა ჭურჭელში, იქიდან კი სხვა ფიტლებთან ერთად კიდევ უფრო მაღლა, ზედა ჭურჭელს აქვს სადრენაჟე ჩახმახი, რომელიც ბორბლის პირებზე ეცემა და ბრუნავს. ქვედა იარუსში არსებული სითხე კვლავ იზრდება ფიტლების გასწვრივ ზედა ჭურჭელში. ამრიგად, საჭეზე ჩამოსასვლელი ნაკადი არ წყდება და ბორბალი ყოველთვის მოძრაობაში უნდა იყოს (ნახ. 77).

ამ მანქანის მხოლოდ ბორბალი არასდროს ბრუნდება, რადგან ზედა ჭურჭელში წყალი არ იქნება. ეს მოხდება იმის გამო, რომ კაპილარული ძალები გამოწვეულია სითხის ზედაპირის მრუდით, თუმცა მათ საშუალება აქვთ გადალახონ მიზიდულობის ძალა, აამაღლონ სითხე ქსოვილის ქსოვილში, მაგრამ ისინი მას ქსოვილის პორებშიც იკავებენ, ხელს უშლის მათ გარეთ გადინებას.

დენი პაპენის ხომალდი

Ფიგურა 8

დენი პაპენის ჰიდრავლიკური მუდმივი მოძრაობის აპარატის პროექტი არის ხომალდი, რომელიც მილში იწევს და მოხრილია ისე, რომ მცირე რადიუსის მქონე მილის თავისუფალი დაბოლოება მოთავსდეს ჭურჭლის დიდ "ყელში" (ნახ .8). ავტორი მიიჩნევდა, რომ წყლის წონა ჭურჭლის ფართო ნაწილში აღემატებოდა მილის სითხის წონას ვიწრო ნაწილში. ამრიგად, სითხე უნდა გავრცელებულიყო წნევის სხვაობის გამო. სინამდვილეში, ამ შემთხვევაში მოქმედებს ჰიდროსტატიკის ძირითადი კანონი: სითხეზე განხორციელებული ზეწოლა უცვლელი ხდება ყველა მიმართულებით. თხევადი მილის თხემის ზედაპირი იმავე დონეზე მოაგვარებს, როგორც ჭურჭელში, როგორც ნებისმიერ საკომუნიკაციო ჭურჭელში.

მანამდე ამ ძრავას შემოთავაზებული ჰქონდა მსგავსი ხომალდები, სხვაგვარად სივრცეში ორიენტირებული. ისინი ეფუძნებოდნენ სიფონის მუშაობის პრინციპს: მასში (სხვადასხვა სიგრძის მუხლებზე მრუდე მილში, რომლის მეშვეობითაც სითხე მიედინება უფრო მაღალი ჭურჭლიდან უფრო მეტი ჭურჭლით დაბალი დონე თხევადი), სითხის აწევაზე დახარჯული სამუშაოები ხორციელდება ატმოსფერული წნევით. ამავდროულად, იმისათვის, რომ სითხე შემოვიდეს სიფონში, მისი მაქსიმალური მომატება არ უნდა აღემატებოდეს თხევადი სვეტის სიმაღლეს, დაბალანსებული გარე ჰაერის წნევით. წყლისთვის, ეს სიმაღლე ნორმალური ბარომეტრიული წნევის დროს არის დაახლოებით 10 მ - ეს ფაქტი არ იქნა გათვალისწინებული და არასწორი დასკვნები გამოიწვია ასეთი ძრავის მუდმივი მოძრაობის შესახებ.

სხვა ჰიდრავლიკური ძრავები

სურათი 9

მუდმივი მოძრაობის აპარატის მრავალ პროექტს შორის ბევრი იყო არქიმედეს კანონის საფუძველზე. ერთ-ერთი ასეთი პროექტი ასე გამოიყურება: წყლით სავსე მაღალ ჭურჭელს (20 მ) აქვს სხვადასხვა სახის ბოლოზე ერთ სახეზე განლაგებული გრაგნილები, რომელთა მეშვეობითაც ისვრის უსასრულო თოკს თოთხმეტი ფიქსირებული ღრუ კუბური ყუთით. ყუთები იგივეა, თანაბრად დაშორებული, წყალგაუმტარი და აქვთ 1 მ-ის მხარეები (ნახაზი No9).

მართლაც, წყალში არსებული ყუთები მიედინება ზემოთ. მათზე მოქმედებს ძალა, რომელიც ტოლია ყუთებით გადაადგილებული წყლის წონის.

მაშინაც კი, თუ ეს თოკი უსასრულოა, ეფექტი არ არის გამართლებული, რადგან იმისათვის, რომ თოკი გადატრიალდეს, ყუთები უნდა შევიდნენ ჭურჭელში ქვემოდან და ამისათვის მათ უნდა გადალახონ წყლის სვეტის წნევა, რომელიც აღმოჩნდება ბევრად აღემატებოდეს არქიმედეს ძალას.

სურათი 10

მუდმივი მოძრაობის აპარატის გამარტივებული ვერსია ჰიდრავლიკური ტიპი (სურ. # 10), რომლის იდეაც მოდის არქიმედეს კანონის ინტერპრეტაციის უხეში დარღვევით. არქიმედეს კანონის თანახმად, წყალში ჩაძირული ხის დრამის ნაწილი განიცდის გამაძლიერებელ ძალას. რა თქმა უნდა, ბორბალი არ ბრუნავს, რადგან ძალა არა მიმართულია ზემოთ (როგორც გამომგონებელმა ჩათვალა), არამედ ბორბლის ცენტრისკენ იქნება მიმართული.

მაგნიტური მუდმივი მოძრაობის მანქანა

სურათი 11

მუდმივი მოძრაობის აპარატის მარტივი, მაგრამ ორიგინალური მოდელი მაგნიტებით. ორი დახრილი ღარი მივყავართ ბოძზე მდებარე ბურთის მაგნიტს: ერთი სწორი, ზემოთ დაყენებული, მეორე კი მრუდე (ნახ .11). ზედა ღარზე განთავსებული რკინის ბურთი მაგნიტს მიიზიდავს, შემდეგ კი გზაში ის ჩავარდება ხვრელში, გადაუვლის ქვედა ღარს და ისევ მიდის ზედა ღარზე.

ამასთან, თუ მაგნიტი იმდენად ძლიერია, რომ ბურთს მოშორდეს ქვედა წერტილი, მაშინ ის არ დაუშვებს მას ჩავარდნას ძალიან ახლოს მდებარე ხვრელში. თუ, პირიქით, მოზიდვის ძალა არასაკმარისია, მაშინ ბურთი საერთოდ არ მიიზიდავს.

პირველი ტიპის მუდმივი მოძრაობის მანქანა, რომელიც ეწინააღმდეგება ენერგიის დაზოგვის კანონს

XIX საუკუნის 40-70-იან წლებში ენერგიის დაზოგვის კანონის საბოლოო დამტკიცებას საფუძვლად დაედო სადი კარნოტის, რობერტ მაიერის, ჯეიმს ჯოულისა და ჰერმან ჰელმჰოლცის შრომები, რომლებმაც აჩვენეს კავშირი ენერგიის სხვადასხვა ფორმებს შორის (მექანიკური, თერმული , ელექტრო და ა.შ.). ენერგიის დაზოგვის კანონი ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად: იზოლირებულ სისტემაში ენერგია შეიძლება გადავიდეს ერთი ფორმიდან მეორეში, მაგრამ მისი საერთო რაოდენობა უცვლელი რჩება.

როგორც წესი, მუდმივი მოძრაობის აპარატის შეუძლებლობა განიხილება, როგორც ენერგიის დაზოგვის კანონის შედეგი. მეიერის მსჯელობამ და ჯოულის ექსპერიმენტებმა დაადასტურა მექანიკური მუშაობისა და სითბოს ტოლფასობა, რაც აჩვენებს, რომ გამოყოფილი სითბოს რაოდენობა უდრის სრულყოფილ სამუშაოს და პირიქით, ხოლო ჰელმჰოლცმა პირველმა ჩამოაყალიბა ენერგიის შენარჩუნების კანონი ზუსტი თვალსაზრისით. მისი წინამორბედებისგან განსხვავებით, მან ენერგიის დაზოგვის კანონი დაუკავშირა მუდმივი მოძრაობის აპარატების არსებობის შეუძლებლობას. მუდმივი მოძრაობის აპარატის შეუძლებლობის პრინციპი მაიერმა და ჰელმჰოლცმა მიიღეს, როგორც ენერგიის სხვადასხვა გარდაქმნების ანალიზის საფუძველი. მაქს პლანკმა თავის ნაშრომში "ენერგიის დაზოგვის პრინციპი" განსაკუთრებული ყურადღება გაამახვილა მუდმივი მოძრაობის აპარატის შეუძლებლობის პრინციპსა და ენერგიის დაზოგვის პრინციპს შორის ექვივალენტურობას (და არა მიზეზობრივ კავშირს).

თერმოდინამიკაში, ისტორიულად, შემანარჩუნებელი კანონი ფორმულირებულია თერმოდინამიკის პირველი კანონის სახით: თერმოდინამიკური სისტემის შინაგანი ენერგიის ცვლილება ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლისას უდრის გარე ძალების მუშაობის ჯამს სისტემა და სისტემაში გადატანილი სითბოს რაოდენობა და ეს არ არის დამოკიდებული ამ გადასვლის ხერხზე. ეს არის Q \u003d ΔU + A. თერმოდინამიკის პირველი კანონი ხშირად ფორმულირდება როგორც არსებობის შეუძლებლობა პირველი ტიპის მუდმივი მოძრაობის მანქანა, რომელიც იმუშავებს ენერგიის ამოღების გარეშე.

მეორე სახის მუდმივი მოძრაობის აპარატები

მეორე ტიპის კლასიკური მუდმივი მოძრაობის მანქანა ითვალისწინებს სითბოს დაგროვების შესაძლებლობას სამუშაოების გამო, რომლის ხარჯებიც ნაკლებია ვიდრე მიღებული სითბო და ამ სითბოს ნაწილის გამოყენება სამუშაოს შესასრულებლად ახალ ციკლში. ამრიგად, სამუშაო ჭარბი უნდა იყოს. ამ ძრავის კიდევ ერთი ვერსია გულისხმობს მოლეკულების ქაოტური თერმული მოძრაობის მოწესრიგებას, რის შედეგადაც ხდება მატერიის მიმართული მოძრაობა, რომელსაც თან ახლავს მისი თერმოდინამიკური ტემპერატურის შემცირება. არ არის გამოგონილი ისეთი ძრავების ისეთი ცნობილი პროექტები, როგორც, მაგალითად, პირველი ტიპის ძრავები და მათ შესახებ ინფორმაცია არ არის საკმარისი აღსაწერად. ასეთი მანქანების იდეების აბსოლუტური უმრავლესობა აბსურდული და წინააღმდეგობრივია ან წარმოსახვითი მუდმივი მოძრაობის აპარატს მიეკუთვნება (სინამდვილეში, ისინი არ არიან მარადიული), აქვთ დაბალი ეფექტურობა.

რუდოლფ კლაუციუსის მიერ ჩამოყალიბებული თერმოდინამიკის მეორე კანონი ცალსახად აცხადებს: შეუძლებელია პროცესი, რომლის ერთადერთი შედეგი იქნება სითბოს გადატანა უფრო ცივი სხეულიდან უფრო ცხელზე. რაც ასევე ნიშნავს, რომ დახურულ სისტემაში ენტროპია იზრდება ან უცვლელი რჩება ნებისმიერი რეალური პროცესისთვის (ანუ ΔS 0). თერმოდინამიკის მეორე კანონი არის პოსტულატი, რომლის დამტკიცება შეუძლებელია თერმოდინამიკის ფარგლებში. იგი შეიქმნა ექსპერიმენტული ფაქტების განზოგადების საფუძველზე და მრავალი ექსპერიმენტული დასტური მიიღო.

სხეულის ნაწილაკების თერმული მოძრაობის ენერგიის გამოყენების შესაძლებლობა (სითბოს რეზერვუარი) მექანიკური მუშაობის მისაღებად (სხვა სხეულების მდგომარეობის შეცვლის გარეშე) ნიშნავს მეორე ტიპის მუდმივი მოძრაობის აპარატის რეალიზების შესაძლებლობას, რომლის მუშაობა არ ეწინააღმდეგება ენერგიის შენარჩუნების კანონს. მაგალითად, გემის ძრავის ექსპლუატაცია ოკეანის წყლის გაგრილებით (შიდა ენერგიის ხელმისაწვდომი და პრაქტიკულად ამოუწურავი რეზერვუარი) არ ეწინააღმდეგება ენერგიის შენარჩუნების კანონს, მაგრამ თუ, გამაგრილებელი წყლის გარდა, სხვა ცვლილებები არ მოხდება, მაშინ ასეთი ძრავის მუშაობა ეწინააღმდეგება თერმოდინამიკის მეორე კანონს. რეალურ სითბოს ძრავაში სითბოს სამუშაოში გადაქცევის პროცესი დაკავშირებულია გარკვეული რაოდენობის სითბოს გარე გარემოში გადატანასთან. შედეგად, ძრავის სითბური რეზერვუარი გაცივდება, ხოლო უფრო ცივი გარე გარემო თბება, რაც თერმოდინამიკის მეორე კანონს ეთანხმება.

წარმოსახვითი მუდმივი მოძრაობის მანქანა

სურათი 12

60-იან წლებში. XX საუკუნე მსოფლიო სენსაცია გააკეთა სათამაშომ, რომელმაც სსრკ-ში მიიღო სახელი "მარად სმა ჩიტი" ან "ჰოტაბიჩის ფრინველი". თხელი შუშის კოლბა, რომელსაც ჰორიზონტალური ღერძი აქვს შუაში, იყიდება პატარა ჭურჭელში. კონუსის თავისუფალი დასასრული თითქმის ეხება მის ფსკერს. კოლბაში არის ეთერის გარკვეული რაოდენობა (ქვედა ნაწილში), კოლბის ზედა ცარიელი ნაწილი გარედან ბამბის ბამბის თხელი ფენით არის გაკრული. ჭურჭელი წყლით მოთავსებულია სათამაშოს წინ და იხრება და აიძულებს მას "დალიოს" (ნახ. # 12). შემდეგ ეს მექანიზმი დამოუკიდებლად მუშაობს: რამდენჯერმე წუთში ის წყლით ჭურჭლისკენ იხრება, სანამ წყალი არ ამოიწურება.

ამ ფენომენის მექანიზმი ნათელია: ქვედა ღრუში სითხე ორთქლდება ოთახის სითბოს გავლენით, წნევა იზრდება და სითხე მილში გადადის. ზედა ნაწილი სტრუქტურა აღემატება, იხრება, ორთქლი გადადის ზედა ბურთზე. წნევა გათანაბრდება, თხევადი უბრუნდება ქვედა მოცულობას, რაც აჭარბებს და "ფრინველს" პირვანდელ მდგომარეობაში უბრუნებს.

ერთი შეხედვით, აქ ირღვევა თერმოდინამიკის მეორე კანონი: ტემპერატურის სხვაობა არ არის, მანქანა მხოლოდ ჰაერიდან იღებს სითბოს. მაგრამ როდესაც კოლგოტი ჭურჭელს წყლით აღწევს, სველი ბამბის წყალი ინტენსიურად აორთქლდება და ზედა ბურთულას აცივებს. ზედა და ქვედა გემებს შორის ტემპერატურის სხვაობაა, რის გამოც მოძრაობა ხდება. თუ აორთქლება შეჩერდა (ბამბის ბამბა გაშრება ან ჰაერის ტენიანობა აღწევს ნამის წერტილს, ანუ ტემპერატურა, რომელზეც უნდა გაცივდეს ჰაერი, რათა მასში არსებული წყლის ორთქლი გაჯერებას მიაღწიოს და დაიწყოს ნესტოებად შედედება), მანქანა, თერმოდინამიკის მეორე კანონის სრული თანხმობით, შეაჩერებს მოძრაობას. ასეთი ძრავის სიმძლავრე ძალიან დაბალია იმ უმნიშვნელო ტემპერატურისა და წნევის სხვაობის გამო, რომელზეც მუშაობს "ჩიტი".

მუდმივი მოძრაობის აპარატები, როგორც კომერციული პროექტები

უძველესი დროიდან მოძრაობის აპარატები, რომლებიც უხსოვარი დროიდან იყო გამოგონებისა და მოქმედებების საიდუმლოებით მოცული, უეჭველად შეიქმნა არა მხოლოდ პრაქტიკული გამოყენებისათვის. ნებისმიერ დროს იყვნენ თაღლითები და მეოცნებეები, რომლებიც აპირებდნენ არა მხოლოდ 100% -ზე მეტი ენერგიის მოპოვებას.

ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი "საუკუნის თაღლითობა" არის იოჰან ბესლერის (1680-1745) სამუდამო მოძრაობის მანქანა.

სურათი 13

სურათი 14

Orfireus- ის ფსევდონიმით, ამ საქსონელმა ინჟინერმა 1717 წლის 17 ნოემბერს, ცნობილი ფიზიკოსების თანდასწრებით, აჩვენა მანქანა, რომლის ლილვის დიამეტრი 3.5 მ-ზე მეტია. ძრავა ააქტიურეს და ჩაკეტეს ოთახში, შემდეგ კი თვენახევარი, ისინი დარწმუნდნენ, რომ ძრავის ბორბალი იმავე სიჩქარით ბრუნავდა.

როდესაც ორი თვის შემდეგ იგივე მოხდა, ბესლერის პოპულარობამ ევროპაში გაისმა. გამომგონებელი დათანხმდა პეტრე I- სთვის მანქანის მიყიდვას, მაგრამ ეს არ მოხდა. ამასთან, ეს ხელს არ უშლიდა ბესლერს კომფორტულად ეცხოვრა ძრავის დემონსტრირების შედეგად მიღებული სახსრებით. ძრავა არის დიდი ბორბალი, რომელიც ბრუნავს და ამავდროულად მნიშვნელოვან სიმაღლეზე აწვდის მძიმე ტვირთს (ნახ. # 13).

გამოგონებამ მრავალი დაპირისპირება და გადაუჭრელი საკითხი გამოიწვია. მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანი - ოპერაციის პრინციპი - ფართო საზოგადოებისთვის ცნობილი არ იყო. ამიტომ, უნდობელმა სკეპტიკოსებმა დაასკვნეს, რომ საიდუმლო იმაში მდგომარეობს, რომ ოსტატურად დამალული ადამიანი ბორბლის ღერძის დამალულ ნაწილზე ახვევს დამკვირვებლისგან შეუმჩნეველ თოკს. მათი მოლოდინი გამართლდა: მალე ბესლერის მოახლემ საიდუმლო გაამხილა:

ძრავა მხოლოდ მესამე მხარის დახმარებით მუშაობდა (ნახ. 1414).

მუდმივი მოძრაობის აპარატის "სხვა მიზნებისათვის" გამოყენების კიდევ ერთი ცნობილი შემთხვევა: ერთ-ერთ ქალაქში, მომხმარებლების მოზიდვის მიზნით, ერთ კაფეში დამონტაჟდა "მარად" მბრუნავი ბორბალი, რომელიც, რა თქმა უნდა, დაიწყო მექანიზმი

მუდმივი მოძრაობის აპარატების იდეების შემქმნელი ქრონოლოგიური თანმიმდევრობით:

1. ბასკარა აჩარია (1114-1185), პოეტი, ასტრონომი, მათემატიკოსი.
2. ვილარ დე ჰონეკური (XIII ს.), არქიტექტორი.
3. ნიკოლაი კუზანსკი (1401-1464), ფილოსოფოსი, თეოლოგი, საეკლესიო და პოლიტიკური მოღვაწე.
4. ფრანჩესკო დი ჯორჯო (1439-1501), მხატვარი, მოქანდაკე, არქიტექტორი, გამომგონებელი, სამხედრო ინჟინერი.
5. ლეონარდო და ვინჩი (1452-1519), მხატვარი, მოქანდაკე, არქიტექტორი, მათემატიკოსი, ფიზიკოსი, ანატომი, ბუნებისმეტყველი.
6. ჯამბატისტა პორტა (1538 - 1615), ფილოსოფოსი, ოპტიკოსი, ასტროლოგი, მათემატიკოსი, მეტეოროლოგი.
7. კორნელიუს დრებელი (1572 - 1633), ფიზიკოსი, გამომგონებელი.
8. ათანასე კირხერი (1602-1680), ფიზიკოსი, ენათმეცნიერი, თეოლოგი, მათემატიკოსი.
9. ჯონ უილკინსი (1614-1672), ფილოსოფოსი და ენათმეცნიერი.
10. დენი პაპენი (1647-1712), მათემატიკოსი, ფიზიკოსი, გამომგონებელი.
11. იოჰან ბესლერი (1680-1745), მექანიკოსი, ექიმი, თაღლითური.
12. დევიდ ბრუსტერი (1781-1868), ფიზიკოსი.
13. ვილჰელმ ფრიდრიხ ოსტვალდი (1853-1932), ფიზიკოსი, ქიმიკოსი, იდეალისტი ფილოსოფოსი.
14. ვიქტორ შაუბერგერი (1885-1958), გამომგონებელი.

დასკვნა

1775 წელს საფრანგეთის აკადემიამ გადაწყვიტა არ განიხილოს წინადადებები მუდმივი მოძრაობის აპარატების შესახებ, გამოაქვეყნა საბოლოო განაჩენი: მუდმივი მოძრაობის აპარატის მშენებლობა აბსოლუტურად შეუძლებელია. მუდმივი მოძრაობის აპარატის მთელ ისტორიაში 600-ზე მეტი პროექტი გამოიგონეს, რომელთა უმეტესობა იმ დროს, როდესაც თერმოდინამიკისა და ენერგიის შენარჩუნების კანონები გახდა ცნობილი.

რა თქმა უნდა, მუდმივი მოძრაობის აპარატების მრავალი შემქმნელის მცდელობა უშედეგო არ აღმოჩნდა. ცდილობდნენ აშენებდნენ შეუძლებელს, მათ ბევრი ცნობისმოყვარე აღმოჩნდა ტექნიკური გადაწყვეტილებებიგამოვიდა მექანიზმებით და მოწყობილობებით, რომლებიც დღემდე გამოიყენება მექანიკურ ინჟინერიაში. სამუდამო მოძრაობის უშედეგო ძიებისას დაიბადნენ ინჟინერიის საფუძვლები და დამტკიცდა კანონები, რომლებიც უარყოფენ მის არსებობას.